源自F1的设计灵感 剖析宝马V10发动机.docx

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1、源自F1的设计灵感剖析宝马V10发动机BMW的M系列车型可以说是BMW汽车设计理念的极至体现，每一款M车在驾驶乐趣方面都毫不妥协，然而专门为M系车型开发的发动机更是展现了BMW的技术实力，而且深深吸引着众多性能狂热者。而专为M系车型开发和调教，且曾经搭载于M5和M6上代号为S85B50A的V10发动机则堪称经典。因为它是迄今为止，BMW唯一量产的V10发动机，其整体结构和电控系统都源自F1赛车的设计，同时最高转速超过了8000rpm。所以说很大程度上，它的面世在发动机工业具有里程碑式的意义。虽然它已经被动力性更为出色的双涡轮增压发动机所取代，但是不

2、可否认这款发动机上众多的设计亮点和很高的科技含量，接下来我就全面剖析一下这款史无前例的经典发动机。 『被公认为当时F1赛场中的动力之王——BMWP84』     在上个世纪90年代中后期，F1进入了V10发动机的时代，这种形式的发动机无论在升功率、扭矩，还是在功率重量比、平顺性上，可以说都达到了内燃发动机的最高技术水准。作为发动机供应商，BMW凭借自身强大的技术实力打造的P84，被公认为是当时赛场中的动力之王，而搭载于M系上的这台V10发动机的很多设计恰好也源于此。  『S85V10发动机』     S85发动机采用了V型90度夹角的设计，这对抑制

3、发动机的振动以及在发动机运转的平顺性上都能取得很好的效果。在如何提高发动机的动力性上，BMW的工程师选择了提高发动机转速的解决方案，因此这款发动机的最高转速达到了令人痴狂的8250rpm，虽然相比普通发动机只多出了2000转左右的最高转速，但就是增加的这2000转转速会对发动机的正常运转产生一系列不良的影响。这种提高发动机动力性的方法对技术有着极高的要求，因此BMW的工程师需要付出更多的努力来保证其正常的运转以及达到与车辆本身一样长的使用寿命。                       『普通发动机通过轴瓦盖对曲轴进行固定』  『分体式曲轴箱右侧

4、为特殊设计的“台板”结构』    S85的曲轴箱主要由铝和硅合金制成，而且曲轴箱不带有气缸套，气缸的内表面为坚硬的硅晶体，而经过镀铁处理的活塞，可以直接在不经过涂层的气缸筒中运行。由于S85的高转速对曲轴箱提出了很高的要求，因此BMW的工程师利用了源自赛车的技术，将曲轴箱分为两个部分，一个为曲轴箱主体，另一个结构则被称作“台板”。这个铝质的台板结构能为缸体提供足够的扭转刚性，同时可以对高转速下的曲轴提供精确的支承。        『采用钢制锻造工艺制造的高强度曲轴』     发动机的高扭矩输出对曲轴的强度提出了很高的要求，S85的曲轴采用了钢制锻造

5、工艺，不仅做到了轻量化，而且达到了很高的扭转强度。而高转速下曲轴的动平衡也关系到发动机整体运转的平稳性，所以曲轴在经过高精度的加工工艺处理后，能够在8000rpm时保持良好的运转，不会产生相关振动和噪音等问题。        『一体式轻合金气缸盖』     BMW的工程人员为了降低这款大排量自然吸气发动机在冷启动时CO和HC的排放以及尽快让三元催化器达到正常工作温度，在气缸盖内集成了二次空气喷射装置。它可以在发动机工作时，特别是冷启动条件下向排气歧管内泵入新鲜的空气，使废气在排气管中进行二次燃烧，降低有害物质的排放，同时可以加快提高三元催化器的温度

6、，使其在最短时间内达到正常工作温度。                           『空心铸造的凸轮轴』                          『普通发动机的正时传动机构』 为了降低发动机的整体重量，S85的凸轮轴采用空心结构。通过上图我们还可以看到，S85发动机每一侧的进气凸轮轴通过链条与曲轴相连接，而排气凸轮轴则是通过齿轮直接与进气凸轮轴相啮合，这样的设计使得配气相位机构的结构更加紧凑，提高充气系数和进气门的充气效率，同时可以为发动机在高速运转时提供精确的配气正时。 拿下S85的进气集气箱，你会惊奇的发现在每个气缸的进气道上都

7、布置有一个节气门体，这种设计是这台性能机器与普通发动机最明显的不同。从机械的角度来看，这样无疑是很复杂的做法，但是它却可以使发动机获得最迅捷的油门响应，保证对驾驶者的动作有最大的反应能力，提供最出色的驾驶感受。       S85V10发动机每侧气缸的节气门都通过机械装置耦合在一起，每侧的5个节气门可以进行联动，同时它会由一个电动调节器进行控制，而且电动调节装置会借助每侧的节气门位置传感器来进行调整。节气门位置传感器可以每秒测量和感应油门的位置200次，用来准确的传输驾驶者的意图给节气门控制器，然后10个节气门同时作用来控制发动机的工作。而且只需要

8、120毫秒的时间，节气门就可以完成从关闭到打开的过程。  『伸到进气集气箱中的10个气流经过优化的进气喇叭口』    BM